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一种基于模型的电池电压估算方法、装置、设备及存储介质

摘要

本发明公开了一种基于模型的电池电压估算方法、装置、设备及存储介质。该方法包括:获取电池的状态信息;根据所述状态信息查询电压补偿表确定目标电压补偿值;根据所述状态信息查询补偿系数表确定目标补偿系数;根据所述状态信息、所述目标电压补偿值和所述目标补偿系数计算电池端电压。通过本发明的技术方案,能够基于电池在不同温度、不同SOC下的电池电压迟滞现象,对电池进行电动势的迟滞补偿,准确计算电池的电压。

著录项

  • 公开/公告号CN112946482A

    专利类型发明专利

  • 公开/公告日2021-06-11

    原文格式PDF

  • 申请/专利权人 一汽解放汽车有限公司;

    申请/专利号CN202110152799.6

  • 申请日2021-02-03

  • 分类号G01R31/367(20190101);G01R31/3835(20190101);

  • 代理机构11659 北京远智汇知识产权代理有限公司;

  • 代理人范坤坤

  • 地址 130011 吉林省长春市汽车开发区东风大街2259号

  • 入库时间 2023-06-19 11:22:42

说明书

技术领域

本发明实施例涉及动力电池管理技术领域,尤其涉及一种基于模型的电池电压估算方法、装置、设备及存储介质。

背景技术

随着环境问题和能源问题的日益突出,新能源汽车成为了世界各大汽车厂商及研发机构的研究热点,动力电池作为新能源汽车发展的关键,动力电池的荷电状态(State ofCharge,SOC)估计是电池管理系统中的核心问题。准确估计电池的荷电状态有利于车辆制定合适的控制策略,从而延长电池的使用寿命。

目前,常用的SOC估计方法大体有两种:一是基于安时积分进行SOC估算,由于电流传感器的误差累积会造成估算精度差。二是基于安时积分和电池模型进行联合估算,而现有电池模型无法解决电池滞回的现象,同时相关参量较多,不适用于在线估算电池电压。

发明内容

本发明实施例提供一种基于模型的电池电压估算方法、装置、设备及存储介质,以实现能够基于电池在不同温度、不同SOC下的电池电压迟滞现象,对电池进行电动势的迟滞补偿,准确计算电池的电压。

第一方面,本发明实施例提供了一种基于模型的电池电压估算方法,包括:

获取电池的状态信息;

根据所述状态信息查询电压补偿表确定目标电压补偿值;

根据所述状态信息查询补偿系数表确定目标补偿系数;

根据所述状态信息、所述目标电压补偿值、所述目标补偿系数和电池电压模型计算电池端电压。

进一步的,所述获取电池的状态信息,包括:

获取电池的当前充放电状态信息、当前温度信息、第一目标值、第二目标值、当前荷电状态信息和所述当前荷电状态信息对应的理想电压;

其中,所述第一目标值为电池在第一时间内的电流累计值,所述第二目标值为电池在第二时间内的电流累计值,所述第二时间大于所述第一时间。

进一步的,所述根据所述状态信息查询电压补偿表确定目标电压补偿值,包括:

若所述当前充放电状态信息为充电状态,则根据所述当前温度信息和所述当前荷电状态信息查询充电电压补偿表确定第一目标电压补偿值;

若所述当前充放电状态信息为放电状态,则根据所述当前温度信息和所述当前荷电状态信息查询放电电压补偿表确定第二目标电压补偿值。

进一步的,所述根据所述状态信息查询补偿系数表确定目标补偿系数,包括:

获取补偿系数表;

根据所述第一目标值和所述第二目标值通过查询所述补偿系数表确定补偿系数。

进一步的,所述根据所述状态信息、所述目标电压补偿值和所述目标补偿系数计算电池端电压,包括:

其中,U为电池端电压,U

进一步的,在根据所述状态信息查询电压补偿表确定目标电压补偿值之前,还包括:

获取电池的至少一个荷电状态信息对应的理想电压;

获取电池在放电过程中的至少一个荷电状态信息对应的第一电压,根据所述第一电压和所述理想电压的第一差值确定放电电压补偿表;

获取电池在充电过程中的至少一个荷电状态信息对应的第二电压,根据所述第二电压和所述理想电压的第二差值确定充电电压补偿表。

进一步的,在根据所述状态信息查询补偿系数表确定目标补偿系数之前,还包括:

获取第一安时累计值、第二安时累计值和标准电压滞回值;

根据所述第一安时累计值和所述第二安时累计值确定预测电压滞回值;

根据所述标准电压滞回值和所述预测电压滞回值的比值确定补偿系数;

根据至少一个所述补偿系数确定补偿系数表。

第二方面,本发明实施例还提供了一种基于模型的电池电压估算装置,该装置包括:

第一获取模块,用于获取电池的状态信息;

第一确定模块,用于根据所述状态信息查询电压补偿表确定目标电压补偿值;

第二确定模块,用于根据所述状态信息查询补偿系数表确定目标补偿系数;

计算模块,用于根据所述状态信息、所述目标电压补偿值和所述目标补偿系数计算电池端电压。

进一步的,所述获取模块,具体用于:

获取电池的当前充放电状态信息、当前温度信息、第一目标值、第二目标值、当前荷电状态信息和所述当前荷电状态信息对应的理想电压;

其中,所述第一目标值为电池在第一时间内的电流累计值,所述第二目标值为电池在第二时间内的电流累计值,所述第二时间大于所述第一时间。

进一步的,所述第一确定模块,包括:

第一确定单元,用于若所述当前充放电状态信息为充电状态,则根据所述当前温度信息和所述当前荷电状态信息查询充电电压补偿表确定第一目标电压补偿值;

第二确定单元,用于若所述当前充放电状态信息为放电状态,则根据所述当前温度信息和所述当前荷电状态信息查询放电电压补偿表确定第二目标电压补偿值。

进一步的,所述第二确定模块,包括:

获取单元,用于获取补偿系数表;

第三确定单元,用于根据所述第一目标值和所述第二目标值通过查询所述补偿系数表确定补偿系数。

进一步的,所述计算模块,具体用于:

其中,U为电池端电压,U

进一步的,还包括:

第二获取模块,用于在根据所述状态信息查询电压补偿表确定目标电压补偿值之前,获取电池的至少一个荷电状态信息对应的理想电压;

第三确定模块,用于获取电池在放电过程中的至少一个荷电状态信息对应的第一电压,根据所述第一电压和所述理想电压的第一差值确定放电电压补偿表;

第四确定模块,用于获取电池在充电过程中的至少一个荷电状态信息对应的第二电压,根据所述第二电压和所述理想电压的第二差值确定充电电压补偿表。

进一步的,还包括:

第三获取模块,用于在根据所述状态信息查询补偿系数表确定目标补偿系数之前,获取第一安时累计值、第二安时累计值和标准电压滞回值;

第五确定模块,用于根据所述第一安时累计值和所述第二安时累计值确定预测电压滞回值;

第六确定模块,用于根据所述标准电压滞回值和所述预测电压滞回值的比值确定补偿系数;

第七确定模块,用于根据至少一个所述补偿系数确定补偿系数表。

第三方面,本发明实施例还提供了一种计算机设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述程序时实现如本发明实施例中任一所述的基于模型的电池电压估算方法。

第四方面,本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,该程序被处理器执行时实现如本发明实施例中任一所述的基于模型的电池电压估算方法。

本发明实施例通过获取电池的状态信息;根据所述状态信息查询电压补偿表确定目标电压补偿值;根据所述状态信息查询补偿系数表确定目标补偿系数;根据所述状态信息、所述目标电压补偿值和所述目标补偿系数计算电池端电压,解决现有技术中没有综合考虑电池迟滞现象造成的预测电池电压不准确的问题,实现基于电池在不同温度、不同SOC下的电池电压迟滞现象,对电池进行电动势的迟滞补偿,准确计算电池的电压。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本发明的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是本发明实施例一中的一种基于模型的电池电压估算方法的流程图;

图2是本发明实施例二中的一种基于模型的电池电压估算方法的流程图;

图2a是本发明实施例二中的一种电压补偿表的示意图;

图2b是本发明实施例二中的一种补偿系数表的示意图;

图2c是本发明实施例二中的一种电池电压模型架构的示意图;

图3是本发明实施例三中的一种基于模型的电池电压估算装置的结构示意图;

图4是本发明实施例四中的一种计算机设备的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是,此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明,而非对本发明的限定。另外还需要说明的是,为了便于描述,附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时,在本发明的描述中,术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述,而不能理解为指示或暗示相对重要性。

实施例一

图1为本发明实施例一提供的一种基于模型的电池电压估算方法的流程图,本实施例可适用于在线估算车辆电池端电压的情况,该方法可以由本发明实施例中的基于模型的电池电压估算装置来执行,该装置可采用软件和/或硬件的方式实现,如图1所示,该方法具体包括如下步骤:

S110,获取电池的状态信息。

其中,电池的状态信息是表示电池当前使用状态的信息,例如可以是电池充放电状态、电池温度、电池荷电状态(State of Charge,SOC)、电池的理想电压、流经电池的电流、欧姆内阻和极化电压。所述SOC表示电池的剩余容量,可以用百分比表示。所述电池的理想电压表示新电池在标准状态下不同SOC对应的开路电压。

具体的,获取电池的状态信息的方式可以为通过传感器测量电池工作时的端电压、电流、温度、欧姆内阻和极化电压等信息,并通过CAN总线将状态信息传输至电池管理系统BMS的主控制器对电池进行监测;获取电池的理想电压的方式可以为通过查询预先存储的电池不同SOC对应的理想开路电压U

S120,根据所述状态信息查询电压补偿表确定目标电压补偿值。

由于电池端电压基于不同的充放电历程,在相对稳定后的开路电压存在滞回现象,所述滞回现象是指电池以相同的电流分别充放电结束后在相同的SOC点静置时间一定时间后开路电压OCV不同。且不同温度和不同SOC对电池电压的滞回影响不同,所以需要根据电池温度和电池SOC计算电压滞回值,对动力电池电压进行修正。

具体的,通过电池充放电实验建立充电电压补偿表和放电电压补偿表,根据电池的当前充放电状态、当前温度信息和当前荷电状态信息查找电压补偿表确定目标电压补偿值。

S130,根据所述状态信息查询补偿系数表确定目标补偿系数。

由于电池的充放电状态对电池电压滞回现象的影响不同,因此,需要根据电池的充放电程度对电池开路电压进行补偿。并且车辆在行驶过程中,电池会在充电过程和放电过程中不断切换,电池在长时间和短时间内的充放电状态可能不同,对电池电压滞回现象的影响也不同。因此,补偿系数表示了电池的充放电程度对电压滞回现象影响的补偿程度。

具体的,根据电池在长时间内的充放电电流累计值和电池在短时间内充放电的电流累计值查询补偿系数表确定目标补偿系数,通过补偿系数对不同电池充放电状态对应的不同电压滞回误差进行合理补偿。

S140,根据所述状态信息、所述目标电压补偿值、所述目标补偿系数和电池电压模型计算电池端电压。

具体的,基于电池电压的基本原理,根据电池的理想电压、流经电池的电流、欧姆内阻和极化电压等状态信息和当前电池荷电状态SOC对应的目标电压补偿值和目标补偿系数建立电池电压模型,并基于电池电压模型计算电池端电压。

可选的,所述电池电压模型,包括:

其中,U为电池端电压,U

基于电池等效电路特性参数,计算电池极化电压U

其中,U

本发明实施例所提供的电压模型中的U

本实施例的技术方案,通过获取电池的状态信息;根据所述状态信息查询电压补偿表确定目标电压补偿值;根据所述状态信息查询补偿系数表确定目标补偿系数;根据所述状态信息、所述目标电压补偿值和所述目标补偿系数计算电池端电压,能够基于电池在不同温度、不同SOC下的电池电压迟滞现象,对电池进行电动势的滞回补偿,准确计算电池的电压,为车辆提供精准的动力电池电量预测。

实施例二

图2为本发明实施例二中的一种基于模型的电池电压估算方法的流程图,本实施例以上述实施例为基础进行优化,在本实施例中,所述根据所述状态信息查询电压补偿表确定目标电压补偿值,包括:若所述当前充放电状态信息为充电状态,则根据所述当前温度信息和所述当前荷电状态信息查询充电电压补偿表确定第一目标电压补偿值;若所述当前充放电状态信息为放电状态,则根据所述当前温度信息和所述当前荷电状态信息查询放电电压补偿表确定第二目标电压补偿值。

如图2所示,本实施例的方法具体包括如下步骤:

S210,获取电池的状态信息。

可选的,所述获取电池的状态信息,包括:

获取电池的当前充放电状态信息、当前温度信息、第一目标值、第二目标值、当前荷电状态信息和所述当前荷电状态信息对应的理想电压;

其中,所述第一目标值为电池在第一时间内的电流累计值,所述第二目标值为电池在第二时间内的电流累计值,所述第一时间大于所述第二时间。所述第一时间和所述第二时间可以根据需求设定,本发明实施例对此不设限制。

具体的,所述第一目标值为电池在当前SOC下第一时间内电池的充电和/或放电的电流累计值,所述第二目标值为电池在当前SOC下第二时间内电池的充电和/或放电的电流累计值,所述第一时间大于所述第二时间。也即,所述第一目标值表示电池在长时间内的充放电状态,第二目标值表示电池在临近充放电时间内的充放电状态。电流累计原则为充电电流为负,放电电流为正。

示例性的,所述第一时间可以为电池管理系统的上电周期,也可以为第一预设时间,例如1小时。所述第二时间可以为临近充放电的时间,也可以为第二预设时间,例如10S。

S220,若所述当前充放电状态信息为充电状态,则根据所述当前温度信息和所述当前荷电状态信息查询充电电压补偿表确定第一目标电压补偿值。

具体的,由于电池的充电状态与放电状态对电池端电压的影响不同,所以电压补偿表根据电池的充放电状态分为充电电压补偿表U

S230,若所述当前充放电状态信息为放电状态,则根据所述当前温度信息和所述当前荷电状态信息查询放电电压补偿表确定第二目标电压补偿值。

具体的,获取电池的当前充放电状态信息,若当前充放电状态信息为放电状态,则根据所述当前温度信息和所述当前荷电状态信息查询放电电压补偿表确定第二目标电压补偿值。所述放电电压补偿表是一个与温度和SOC相关的二维表。

S240,根据所述状态信息查询补偿系数表确定目标补偿系数。

S250,根据所述状态信息、所述目标电压补偿值、所述目标补偿系数和和电池电压模型计算电池端电压。

可选的,所述根据所述状态信息查询补偿系数表确定目标补偿系数,包括:

获取补偿系数表;

根据所述第一目标值和所述第二目标值通过查询所述补偿系数表确定补偿系数。

具体的,获取预先建立的补偿系数表,所述补偿系数表中的补偿系数是根据电池在长时间的电流累计值和电池在短时间内的电流累计值所确定的系数。根据所述第一目标值C1(即电池在第一时间内的电流累计值)和所述第二目标值C2(即电池在第二时间内的电流累计值)通过查询所述补偿系数表确定补偿系数。

可选的,在根据所述状态信息查询电压补偿表确定目标电压补偿值之前,还包括:

获取电池的至少一个荷电状态信息对应的理想电压;

获取电池在放电过程中的至少一个荷电状态信息对应的第一电压,根据所述第一电压和所述理想电压的第一差值确定放电电压补偿表;

获取电池在充电过程中的至少一个荷电状态信息对应的第二电压,根据所述第二电压和所述理想电压的第二差值确定充电电压补偿表。

具体的,获取电池的至少一个荷电状态信息对应的理想电压值的方式可以为通过台架试验得到新电池在标准状态下不同SOC对应的理想开路电压U

示例性的,电池充放电实验的步骤可以为在25℃温度下将电池SOC从5%充电至25%,记录电池在5%和25%的电压,静置一段时间后,将电池SOC从25%充电至50%,记录电池在50%的电压,以此类推,得到电池在25℃温度下充电过程中电池SOC分别为5%、25%、50%、75%和95%的电压。计算充电过程中不同电池SOC与理想电压的第一差值,据此确定充电电压补偿表。同理,在25℃温度下将电池SOC从100%放电至95%,记录电池在95%的电压,静置一段时间后,将电池SOC从95%充电至75%,记录电池在75%的电压,以此类推,得到电池在25℃温度下放电过程中电池SOC分别为95%、75%、50%、25%和5%的电压。计算放电过程中不同电池SOC与理想电压的第二差值,据此确定放电电压补偿表。

示例性的,如图2a所示,所述电压补偿表(包括:充电电压补偿表和放电电压补偿表)可以是一个与温度和SOC相关的二维表,横轴表示电池当前温度,纵轴表示电池SOC。在电池充放电实验中,温度个数和电池SOC个数越多,则电压补偿表和行列数越多,通过查询电压补偿表确定的电压补偿值也越精确。可以理解的是,图2a仅为一个示例,不作为对本发明实施例的电压补偿表的限制,本发明中的电压补偿值也可以采用其他形式存储。

可选的,在根据所述状态信息查询补偿系数表确定目标补偿系数之前,还包括:

获取第一安时累计值、第二安时累计值和标准电压滞回值;

根据所述第一安时累计值和所述第二安时累计值确定预测电压滞回值;

根据所述标准电压滞回值和所述预测电压滞回值的比值确定补偿系数;

根据至少一个所述补偿系数确定补偿系数表。

其中,第一安时累计值是指电池在第一预设周期内的充电和/或放电电流累计值,所述第一预设周期为较长时间,例如可以是计算电池每隔1小时的电流累计值,或者计算电池每隔30分钟的电流累计值。第二安时累计值是指电池在第二预设周期内的充电和/或放电电流累计值,所述第二预设周期为较短时间,例如可以是计算电池每隔1分钟的电流累计值。第一预设周期和第二预设周期可以根据实际需求设定,第一预设周期远大于第二预设周期。所述第一安时累计值和所述第二安时累计值具有下限和上限控制,所述第一安时累计值小于第一范围,所述第二安时累计值小于第二范围,第二范围为第一范围内较小的范围。所述第一范围和第二范围可以根据实际需求设定,本发明实施例对此不设限制。例如,可以是第一安时累计值在-100Ah~100Ah的第一范围内,第二安时累计值-0.5Ah~0.5Ah的第一范围内。

具体的,获取第一安时累计值和第二安时累计值方式可以为根据经验设定,也可以根据需求设定。第一安时累计值和第二安时累计值的选择应该能够充分体现电池的电压滞回效应。获取所述标准电压滞回值的方式可以为通过查询充电电压补偿表获取第一安时累计值对应的放电电压补偿值和第一安时累计值对应的充电电压补偿值,计算标准电压滞回值。

根据所述第一安时累计值和所述第二安时累计值确定预测电压滞回值的方式可以为根据充电第一安时累计值对应的第一电压以及充电第二安时累计值对应的第二电压确定预测电压滞回值;可以为根据充电第一安时累计值对应的第一电压以及放电第二安时累计值对应的第二电压确定预测电压滞回值;可以为根据放电第一安时累计值对应的第一电压和充电第二安时累计值对应的第二电压确定预测电压滞回值;还可以为根据放电第一安时累计值对应的第一电压和放电第二安时累计值对应的第二电压确定预测电压滞回值。

并根据所述标准电压滞回值和所述预测电压滞回值的比值确定补偿系数,所述补偿系数-1~1的数值;将所述补偿系数添加到补偿系数表中。

需要说明的是,补偿系数表示了电池的充放电程度;当补偿系数为1时,表示电池为全放电状态;当补偿系数为-1时,表示电池为全充电状态;当补偿系数为小于1且大于-1时,表示电池处于充电和放电的混合状态,系数越大表示电池的放电程度越高,系数越小表示电池的充电程度越高;当补偿系数为0时,表示电池的充电电流与放电电流相互抵消。因此,根据补偿系数对不同充放电状态下的电池的电压进行补偿,解决了不同的充放电历程对电池电压的滞回程度不同的问题。

示例性的,对容量为200Ah的电池进行充放电实验。对电池充电第一安时累计值-100Ah,静止一段时间后,获取电池为第一安时累计值对应的第一电压;继续对电池充电-0.5Ah并放电第二安时累计值0.5Ah,静止一段时间后,获取电池为-100Ah对应的第二电压,将所述第一电压和所述第二电压的差值确定为第一安时累计值-100Ah和第二安时累计值0.5Ah对应的第一电压滞回值。根据放电电压补偿表和充电电压补偿表,获取电池为-100Ah(电池SOC为50%)对应的充电电压补偿值和电池为100Ah(电池SOC为50%)对应的放电电压补偿值,计算充电电压补偿值和放电电压补偿值的差值确定为标准电压补偿值。将所述第一电压滞回值和标准电压补偿值的比值确定为第一安时累计值-100Ah和第二安时累计值0.5Ah对应的补偿系数。

同理,对电池充电第一安时累计值-100Ah,静止一段时间后,获取电池为第一安时累计值对应的第一电压;对电池放电0.5Ah并充电第二安时累计值-0.5Ah,静止一段时间后,获取电池为-100Ah对应的第二电压,将所述第一电压和所述第二电压的差值确定为第一安时累计值-100Ah和第二安时累计值-0.5Ah对应的第一电压滞回值。根据放电电压补偿表和充电电压补偿表,获取电池为-100Ah(电池SOC为50%)对应的充电电压补偿值和电池为100Ah(电池SOC为50%)对应的放电电压补偿值,计算充电电压补偿值和放电电压补偿值的差值确定为标准电压补偿值。将所述第一电压滞回值和标准电压补偿值的比值确定为第一安时累计值-100Ah和第二安时累计值-0.5Ah对应的补偿系数。

以此类推,分别获取电池的第一安时累计值为100Ah、0Ah和-100Ah,第二安时累计值为-0.5Ah、0Ah和0.5Ah时的补偿系数,确定补偿系数,所述补偿系数可以采用表1所示的与第一安时累计值和第二安时累计值相关的二维表,横轴表示第二安时累计值,纵轴表示第一安时累计值。表1仅仅作为示例,而非对本发明补偿系数表的限定,本发明也可以采用其他形式存储补偿系数表。

表1

选取更多第一安时累计值和第二安时累计值,例如第一安时累计值为50Ah和-50Ah,第二安时累计值为-0.25Ah和0.25Ah计算补偿系数,并插入到表1得到图2b。通过电池充放电实验,确定电池不同充放电程度的补偿系数,第一安时累计值和第二安时累计值的设定值覆盖的电池的充放电程度的范围越广,预测的电池电压越准确。

如图2c所示,本发明实施例的电池电压模型包括:动力电池电动势计算模块、动力电池极化电压模块、电池阻抗电压计算模块和电池电压计算模块。其中,动力电池电动势计算模块包括理想电动势模块、充放电状态判定模块和电动势迟滞特性补偿模块。所述理想电动势模块用于获取当前荷电状态信息SOC对应的理想电压;所述充放电状态判定模块用于根据电池状态信息查询补偿系数表确定目标补偿系数;所述电动势迟滞特性补偿模块用于根据所述状态信息查询电压补偿表确定目标电压补偿值。所述动力电池极化电压模块包括等效点电路极化电阻插值、等效电路电容插值和极化电压计算模块,用于基于一阶RC等效电路模型实时计算电池的极化电压。所述电池阻抗电压计算模块用于计算电池充放过程中的欧姆阻抗电压。所述电池电压计算模块用于根据动力电池电动势计算模块确定的理想电压、电压补偿值和补偿系数,以及动力电池极化电压模块计算得到的极化电压和电池阻抗电压计算模块计算得到的欧姆阻抗电压确定电池的端电压。

本实施例的技术方案,通过获取电池的状态信息;根据所述状态信息查询电压补偿表确定目标电压补偿值;根据所述状态信息查询补偿系数表确定目标补偿系数;根据所述状态信息、所述目标电压补偿值、所述目标补偿系数和电池电压模型计算电池端电压,能基于电池在不同温度、不同SOC下的电池电压迟滞现象,对电池进行电动势的迟滞补偿,准确计算电池的电压。

实施例三

图3为本发明实施例三提供的一种基于模型的电池电压估算装置的结构示意图。本实施例可适用于在线估算车辆电池端电压的情况,该装置可采用软件和/或硬件的方式实现,该装置可集成在任何提供基于模型的电池电压估算的功能的设备中,如图3所示,所述基于模型的电池电压估算的装置具体包括:第一获取模块310、第一确定模块320、第二确定模块330和计算模块340。

其中,第一获取模块310,用于获取电池的状态信息;

第一确定模块320,用于根据所述状态信息查询电压补偿表确定目标电压补偿值;

第二确定模块330,用于根据所述状态信息查询补偿系数表确定目标补偿系数;

计算模块340,用于根据所述状态信息、所述目标电压补偿值、所述目标补偿系数和电池电压模型计算电池端电压。

可选的,所述获取模块,具体用于:

获取电池的当前充放电状态信息、当前温度信息、第一目标值、第二目标值、当前荷电状态信息和所述当前荷电状态信息对应的理想电压;

其中,所述第一目标值为电池在第一时间内的电流累计值,所述第二目标值为电池在第二时间内的电流累计值,所述第二时间大于所述第一时间。

可选的,所述第一确定模块,包括:

第一确定单元,用于若所述当前充放电状态信息为充电状态,则根据所述当前温度信息和所述当前荷电状态信息查询充电电压补偿表确定第一目标电压补偿值;

第二确定单元,用于若所述当前充放电状态信息为放电状态,则根据所述当前温度信息和所述当前荷电状态信息查询放电电压补偿表确定第二目标电压补偿值。

可选的,所述第二确定模块,包括:

获取单元,用于获取补偿系数表;

第三确定单元,用于根据所述第一目标值和所述第二目标值通过查询所述补偿系数表确定补偿系数。

可选的,所述电池电压模型,包括:

其中,U为电池端电压,U

可选的,还包括:

第二获取模块,用于在根据所述状态信息查询电压补偿表确定目标电压补偿值之前,获取电池的至少一个荷电状态信息对应的理想电压;

第三确定模块,用于获取电池在放电过程中的至少一个荷电状态信息对应的第一电压,根据所述第一电压和所述理想电压的第一差值确定放电电压补偿表;

第四确定模块,用于获取电池在充电过程中的至少一个荷电状态信息对应的第二电压,根据所述第二电压和所述理想电压的第二差值确定充电电压补偿表。

可选的,还包括:

第三获取模块,用于在根据所述状态信息查询补偿系数表确定目标补偿系数之前,获取第一安时累计值、第二安时累计值和标准电压滞回值;

第五确定模块,用于根据所述第一安时累计值和所述第二安时累计值确定预测电压滞回值;

第六确定模块,用于根据所述标准电压滞回值和所述预测电压滞回值的比值确定补偿系数;

第七确定模块,用于根据至少一个补偿系数确定补偿系数表。

上述产品可执行本发明任意实施例所提供的方法,具备执行方法相应的功能模块和有益效果。

本实施例的技术方案,通过获取电池的状态信息;根据所述状态信息查询电压补偿表确定目标电压补偿值;根据所述状态信息查询补偿系数表确定目标补偿系数;根据所述状态信息、所述目标电压补偿值、所述目标补偿系数和电池电压模型计算电池端电压,能基于电池在不同温度、不同SOC下的电池电压迟滞现象,对电池进行电动势的迟滞补偿,准确计算电池的电压。

实施例四

图4为本发明实施例四中的一种计算机设备的结构示意图。图4示出了适于用来实现本发明实施方式的示例性计算机设备12的框图。图4显示的计算机设备12仅仅是一个示例,不应对本发明实施例的功能和使用范围带来任何限制。

如图4所示,计算机设备12以通用计算设备的形式表现。计算机设备12的组件可以包括但不限于:一个或者多个处理器或者处理单元16,系统存储器28,连接不同系统组件(包括系统存储器28和处理单元16)的总线18。

总线18表示几类总线结构中的一种或多种,包括存储器总线或者存储器控制器,外围总线,图形加速端口,处理器或者使用多种总线结构中的任意总线结构的局域总线。举例来说,这些体系结构包括但不限于工业标准体系结构(ISA)总线,微通道体系结构(MAC)总线,增强型ISA总线、视频电子标准协会(VESA)局域总线以及外围组件互连(PCI)总线。

计算机设备12典型地包括多种计算机系统可读介质。这些介质可以是任何能够被计算机设备12访问的可用介质,包括易失性和非易失性介质,可移动的和不可移动的介质。

系统存储器28可以包括易失性存储器形式的计算机系统可读介质,例如随机存取存储器(RAM)30和/或高速缓存存储器32。计算机设备12可以进一步包括其它可移动/不可移动的、易失性/非易失性计算机系统存储介质。仅作为举例,存储系统34可以用于读写不可移动的、非易失性磁介质(图4未显示,通常称为“硬盘驱动器”)。尽管图4中未示出,可以提供用于对可移动非易失性磁盘(例如“软盘”)读写的磁盘驱动器,以及对可移动非易失性光盘(例如CD-ROM,DVD-ROM或者其它光介质)读写的光盘驱动器。在这些情况下,每个驱动器可以通过一个或者多个数据介质接口与总线18相连。存储器28可以包括至少一个程序产品,该程序产品具有一组(例如至少一个)程序模块,这些程序模块被配置以执行本发明各实施例的功能。

具有一组(至少一个)程序模块42的程序/实用工具40,可以存储在例如存储器28中,这样的程序模块42包括——但不限于——操作系统、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据,这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。程序模块42通常执行本发明所描述的实施例中的功能和/或方法。

计算机设备12也可以与一个或多个外部设备14(例如键盘、指向设备、显示器24等)通信,还可与一个或者多个使得用户能与该计算机设备12交互的设备通信,和/或与使得该计算机设备12能与一个或多个其它计算设备进行通信的任何设备(例如网卡,调制解调器等等)通信。这种通信可以通过输入/输出(I/O)接口22进行。另外,本实施例中的计算机设备12,显示器24不是作为独立个体存在,而是嵌入镜面中,在显示器24的显示面不予显示时,显示器24的显示面与镜面从视觉上融为一体。并且,计算机设备12还可以通过网络适配器20与一个或者多个网络(例如局域网(LAN),广域网(WAN)和/或公共网络,例如因特网)通信。如图所示,网络适配器20通过总线18与计算机设备12的其它模块通信。应当明白,尽管图中未示出,可以结合计算机设备12使用其它硬件和/或软件模块,包括但不限于:微代码、设备驱动器、冗余处理单元、外部磁盘驱动阵列、RAID系统、磁带驱动器以及数据备份存储系统等。

处理单元16通过运行存储在系统存储器28中的程序,从而执行各种功能应用以及数据处理,例如实现本发明实施例所提供的基于模型的电池电压估算方法:

获取电池的状态信息;

根据所述状态信息查询电压补偿表确定目标电压补偿值;

根据所述状态信息查询补偿系数表确定目标补偿系数;

根据所述状态信息、所述目标电压补偿值、所述目标补偿系数和电池电压模型计算电池端电压。

实施例五

本发明实施例五提供了一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,该程序被处理器执行时实现如本申请所有发明实施例提供的基于模型的电池电压估算方法:

获取电池的状态信息;

根据所述状态信息查询电压补偿表确定目标电压补偿值;

根据所述状态信息查询补偿系数表确定目标补偿系数;

根据所述状态信息、所述目标电压补偿值、所述目标补偿系数和电池电压模型计算电池端电压。

可以采用一个或多个计算机可读的介质的任意组合。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质。计算机可读存储介质例如可以是但不限于电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件,或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括:具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本文件中,计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质,该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。

计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号,其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式,包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质,该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。

计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输,包括但不限于无线、电线、光缆、RF等等,或者上述的任意合适的组合。

可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本发明操作的计算机程序代码,所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言,诸如Java、Smalltalk、C++,还包括常规的过程式程序设计语言,诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中,远程计算机可以通过任意种类的网络——包括局域网(LAN)或广域网(WAN)—连接到用户计算机,或者,可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。

注意,上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解,本发明不限于这里所述的特定实施例,对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此,虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明,但是本发明不仅仅限于以上实施例,在不脱离本发明构思的情况下,还可以包括更多其他等效实施例,而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

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